JPS6022330B2 - Recording device using multiple semiconductor lasers - Google Patents
Recording device using multiple semiconductor lasersInfo
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- JPS6022330B2 JPS6022330B2 JP52071899A JP7189977A JPS6022330B2 JP S6022330 B2 JPS6022330 B2 JP S6022330B2 JP 52071899 A JP52071899 A JP 52071899A JP 7189977 A JP7189977 A JP 7189977A JP S6022330 B2 JPS6022330 B2 JP S6022330B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は複数個の半導体レーザーを光源部に用いた記録
装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a recording device using a plurality of semiconductor lasers in a light source section.
半導体レーザーを用いた記録に適する記録媒体は、半導
体レーザー光を充分に吸収し得る材料を用いたものであ
る事は当然である。半導体レーザー光の波長が現在0.
8〜0.9仏仇の近赤外領域にあるために、ジアゾ、フ
オトレジスト、ヴェシキュラータィプの感光材料等の紫
外又は紫外に近い可視光に感度を有する感材は半導体レ
ーザーの記録に不適である。フィルムベース上にBi等
の光吸収性薄膜層を設け、この層に対してレーザのエネ
ルギーに依って熱的に穴をあげるヒートモードタイプの
感材は半導体レーザーの記録においては波長感度の点で
最も適している。しかし現状ではこの感材のエネルギー
感度は1ぴergノの程度であって、感材面上ピークパ
ワー3仇hWの半導体レーザー光を約30mSecの時
間照射する事に依って2仏?程度の穴を開ける事ができ
るに過ぎない。又このようなパルス動作は半導体レーザ
ーの寿命又は繰返し耐久性の点からの制約があって、現
状では最大5%のデューティサィクルを行うのが限度で
ある。このような条件下においては、2〃◇の絵素を縦
2100ドット、横2970ドット配列し、全体として
約1びドットの絵素に依って1頁を形成しようとする場
合に、1頁の記録時間が約79秒程度となる。このよう
な記録速度の遅さは、この記録システムが現像定着等の
後処理が不要であり、後からの情報追加ができるメリッ
トがあるにもかかわらず、一般の多くの応用分野におい
て、またこのシステムが活用されるに至っていない最大
の理由と考えられる。It goes without saying that a recording medium suitable for recording using a semiconductor laser uses a material that can sufficiently absorb semiconductor laser light. The wavelength of semiconductor laser light is currently 0.
8 to 0.9 Because it is in the near-infrared region of the enemy, photosensitive materials sensitive to ultraviolet or near-ultraviolet visible light, such as diazo, photoresist, and vesicular type photosensitive materials, cannot be recorded by semiconductor lasers. Not suitable. Heat mode type sensitive materials, in which a light-absorbing thin film layer such as Bi is formed on a film base, and holes are formed thermally in this layer using laser energy, are not suitable for semiconductor laser recording in terms of wavelength sensitivity. most suitable. However, at present, the energy sensitivity of this photosensitive material is about 1 pm, and by irradiating the surface of the photosensitive material with a semiconductor laser beam with a peak power of 3 hp for a period of about 30 msec, it is possible to obtain energy sensitivity of 2 pm. It is only possible to make a small hole. Further, such pulse operation is limited by the life span or repetition durability of the semiconductor laser, and currently the maximum duty cycle is 5%. Under these conditions, if 2〃◇ picture elements are arranged 2100 dots vertically and 2970 dots horizontally, and one page is formed by about 1 dot picture element as a whole, The recording time is approximately 79 seconds. This slow recording speed is due to the fact that this recording system does not require post-processing such as developing and fixing, and has the advantage of allowing information to be added later. This is considered to be the biggest reason why the system is not being utilized.
本発明は上述した欠点の改良を目的とするものであり、
半導体レーザーを光源に用いた場合でも0高速で記録す
ることが可能な記録菱鷹を提供するものである。The present invention aims to improve the above-mentioned drawbacks,
To provide a recording device capable of recording at zero high speed even when a semiconductor laser is used as a light source.
本発明は、特に半導体レーザーと記録媒体としての低感
度のヒートモード部材の組み合わせに於いても、記録の
高速化が可能な記録装置を堤供す夕る。The present invention provides a recording device that can perform high-speed recording even when a semiconductor laser is used in combination with a low-sensitivity heat mode member as a recording medium.
本発明に於ける記録装置では、光源部に複数個の半導体
レーザ−を設け、該光源部からの複数のビームで同時に
走査面を走査するものである。In the recording apparatus according to the present invention, a plurality of semiconductor lasers are provided in a light source section, and a scanning surface is simultaneously scanned with a plurality of beams from the light source section.
即ち走査面を同時に複数の走査ラインで走査することに
より、半導体レーザーの絶対的なパワー不足による記録
速度の遅さを克服しようとするものである。本発明に於
ける記録装置は複数個の半導体レ−ザーを有する光源部
、該光源部からの複数のビームを偏向する偏向器、該偏
向器からの複数のビームにより走査される走査面、前記
半導体し−ザーからのビームを走査面上に走査スポット
として結像せしめる結像光学系を備え、走査面を複数の
走査スポットで走査するものである。That is, by simultaneously scanning a scanning surface with a plurality of scanning lines, an attempt is made to overcome the slow recording speed caused by the absolute lack of power of the semiconductor laser. A recording apparatus according to the present invention includes a light source section having a plurality of semiconductor lasers, a deflector for deflecting the plurality of beams from the light source section, a scanning surface scanned by the plurality of beams from the deflector, and a scanning surface scanned by the plurality of beams from the deflector. It is equipped with an imaging optical system that images a beam from a semiconductor laser as a scanning spot on a scanning surface, and scans the scanning surface with a plurality of scanning spots.
本発明に係る記録菱直に於いては、上記光源部からの複
数のビームを導き、所望の形状の二次光源を形成する光
学素子を上記記録装置の光源部と偏向器の間であって、
この二次光源が上記結像光学系に関して走査面とほぼ光
学的に共役となる位置に配することにより、光学系のア
ラィメントを容易にするものである。In the recording device according to the present invention, an optical element that guides a plurality of beams from the light source section and forms a secondary light source of a desired shape is provided between the light source section and the deflector of the recording device. ,
By arranging this secondary light source at a position with respect to the imaging optical system that is substantially optically conjugate with the scanning plane, alignment of the optical system is facilitated.
この光学素子は異なるレンズ系より成る結像光学系、又
は結像作用は有しないが光東を導く導波略がある。This optical element includes an imaging optical system consisting of different lens systems, or a waveguide system that does not have an imaging function but guides the light beam.
この導波略としては、光薄膜回路、オプティカルフアィ
バ一等がある。この光学素子による二次光源は通常直線
状に密接して形成され、上記結像光学系により走査面上
に結像される二次光源の像の配列方向と、該像の走査面
上に於ける走査方向は或る一定の角度を有している。Examples of this waveguide include optical thin film circuits and optical fibers. The secondary light source formed by this optical element is usually formed closely in a straight line, and is aligned with the arrangement direction of the image of the secondary light source formed on the scanning plane by the above-mentioned imaging optical system, and on the scanning plane of the image. The scanning direction of the image has a certain angle.
この角度は例えば走査面上をスポットで走査するビーム
の速度と、走査面の移動速度により決定されるものであ
り、この角度を適宜選ぶことにより、二次元の走査を有
効に行なうものである。上記二次光源は上記光源部の半
導体レーザーに対応する複数の微小光源より成っている
が、各微小光源の形状は、その断面に於いて長手方向と
短手方向のない形状が望ましい。This angle is determined, for example, by the speed of the beam that scans the scanning surface with a spot and the moving speed of the scanning surface, and by appropriately selecting this angle, two-dimensional scanning can be performed effectively. The secondary light source is composed of a plurality of micro light sources corresponding to the semiconductor laser of the light source section, and each micro light source preferably has a shape that has no longitudinal direction or transverse direction in its cross section.
半導体レーザーのスリット状の発光面を斯様な形状の微
小光源に変換するには、上記光学素子が導波路である場
合には導波路の断面形状が送光方向に沿って比較的容易
に変化できるので容易に断面形状を変化できる。又上記
光学系がレンズ等の結像光学系である場合には、該結像
光学系にアナモフィックな光学素子を配することにより
上述した形状の微小光源を得ることができる。以下、本
発明を実施例に沿って詳述する。第1図は本発明に係る
装置の一実施例を示す概略図である。In order to convert the slit-shaped light emitting surface of a semiconductor laser into a minute light source with such a shape, if the above-mentioned optical element is a waveguide, the cross-sectional shape of the waveguide must be relatively easily changed along the light transmission direction. Therefore, the cross-sectional shape can be easily changed. Further, when the optical system is an imaging optical system such as a lens, a minute light source having the above-mentioned shape can be obtained by disposing an anamorphic optical element in the imaging optical system. Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to Examples. FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of the apparatus according to the present invention.
第1図に於いて、1は半導体レーザーで複数個隔離され
て配置され、その各々に上述した光導波路が光学的に接
続されている。第1図に示す光学的な接続は導波路2の
端面を直接半導体レーザー1に密接させているものであ
るが、後0述する様に半導体レーザー1と光導波路との
間をレンズ系又は適当な蝶質を介して接続させても良い
。光導波路の半導体レーザーとは接続されていない光東
出射端部3はその端面を正面から見た状態を3′で示す
様に、互いに密接してほぼ直線状配列されている。In FIG. 1, a plurality of semiconductor lasers 1 are arranged in isolation, each of which is optically connected to the above-mentioned optical waveguide. The optical connection shown in FIG. 1 is one in which the end face of the waveguide 2 is brought directly into close contact with the semiconductor laser 1, but as will be described later, a lens system or other appropriate device is used to connect the semiconductor laser 1 and the optical waveguide. They may also be connected through a butterfly material. The optical east-emitting ends 3 of the optical waveguide, which are not connected to the semiconductor laser, are arranged in close proximity to each other in a substantially straight line, as shown by 3' when the end face is viewed from the front.
半導体レーザー1と光導波路は共通基板4の上にモノリ
シック又はハイブリッドに形成され、全体として光集積
体を形成するものである。この場合に有効な光導波路の
断面の最大さしわたしは5〜50Aのである。これら5
山肌以下であると細すぎて加工が困難であり、50山肌
以上のものはエネルギーの損失が少ない状態で有効に縮
小することができない。しかしレーザーの発光面積に合
せた更に太い断面のものを用いても良く太さの上限には
本質的な制限はない。半導体レーザーの二次光源となる
光導波路の光東出射端部3からの発散光東Lはコリメー
タレンズ5により平行光東L2となった後にガルバノメ
ータ−6によって振動されるガルバノミラー7に入射す
る。The semiconductor laser 1 and the optical waveguide are monolithically or hybridly formed on a common substrate 4, forming an optical integrated body as a whole. In this case, the effective maximum width of the cross section of the optical waveguide is 5 to 50A. these 5
If it is less than a mountain surface, it is too thin and difficult to process, and if it is more than 50 mountain surfaces, it cannot be effectively reduced with little energy loss. However, there is no essential limit to the upper limit of the thickness, which may be used with a wider cross section that matches the emission area of the laser. Divergent light L from the light output end 3 of the optical waveguide, which serves as the secondary light source of the semiconductor laser, is converted into parallel light L2 by the collimator lens 5, and then enters the galvanometer mirror 7, which is vibrated by the galvanometer 6.
ガルバノミラーの振動により偏向走査を受けた平行光東
L3は走査用の結像レンズ8により走査面9上に走査ス
ポット11として結像される。この走査面9は半導体レ
ーザーの光束に適合するヒートモード感材である。第2
図は、上記走査面9を正面から見た図であるが、走査面
9上に結像された光東はガルバノミラ−の振動によりA
,方向に移動する。一方走査面はん方向に移動するので
走査面の二次元走査が成されるのである。上記走査面9
上には第2図に示す如く導波路の光東出射端部3の像1
0が結像されている。従って走査面9を走査する走査ス
ポット11は各導波路2の端部3の像であり、故に走査
スポットの数は導波略の数と対応する。この走査スポッ
ト11の配列方向と走査スポットの走査方向A,は、こ
れら両方向が直角となるのを避けて、或る一定の角度で
交父する様に、上記織部3の像10は結ばれる。従って
ガルバノミラーが振動すると上記走査スポット11はA
,方向に移動するので、この走査スポットの数と同じ数
のラインが同時に走査されるのである。この走査面9上
の走査スポット11の大きさ及びスポット間の間隔は、
上記端部3での導波略の密接の状態及び該端部3での導
波燐の断面枝及び走査光学系の結像倍率の大きさにより
自由に選ぶことができる。The parallel light beam L3, which has been deflected and scanned by the vibration of the galvanometer mirror, is imaged as a scanning spot 11 on the scanning surface 9 by the scanning imaging lens 8. This scanning surface 9 is a heat mode sensitive material that is compatible with the light beam of the semiconductor laser. Second
The figure shows the scanning plane 9 viewed from the front.
, move in the direction. On the other hand, since the scanning surface moves in the horizontal direction, two-dimensional scanning of the scanning surface is performed. The scanning plane 9
Above is an image 1 of the light east-emitting end 3 of the waveguide as shown in FIG.
0 is imaged. The scanning spots 11 that scan the scanning plane 9 are therefore images of the ends 3 of each waveguide 2, so that the number of scanning spots corresponds to the number of waveguides. The image 10 of the weave 3 is formed such that the arrangement direction of the scanning spots 11 and the scanning direction A of the scanning spots are not perpendicular to each other, but intersect at a certain angle. Therefore, when the galvanometer mirror vibrates, the scanning spot 11 is
, so that the same number of lines as the number of scanning spots are simultaneously scanned. The size of the scanning spots 11 on this scanning surface 9 and the spacing between the spots are as follows:
It can be freely selected depending on the closeness of the waveguide at the end 3, the cross-sectional branch of the waveguide phosphor at the end 3, and the imaging magnification of the scanning optical system.
例えば走査スポットの大きさを小さくするには導波路の
端部3での断面鏡を小さくしたり、結像レンズ系の結像
倍率を小さくすることで達成される。尚上記走査用の結
像レンズ8は、偏向器からのビームが等速で振れる場合
には、該結像レンズにより結像される光速の隊商をh、
議しンズに入射する光東が光軸と成す角を0、該結像レ
ンズの焦点距離をfとすると、h=f・0なる特性を有
するレンズを走査用の結像レンズとして使用する。For example, the size of the scanning spot can be reduced by reducing the size of the cross-section mirror at the end 3 of the waveguide or by reducing the imaging magnification of the imaging lens system. In addition, when the beam from the deflector swings at a constant speed, the scanning imaging lens 8 converts the caravan at the speed of light, which is imaged by the imaging lens, to h,
Assuming that the angle between the light beam incident on the lens and the optical axis is 0, and the focal length of the imaging lens is f, then a lens having the characteristic h=f·0 is used as the imaging lens for scanning.
又、偏向器からのビームの結像レンズ8に入射する角度
0が経時的に正弦状態で変化する場合は、h=f・ar
csinaなる特性を有するレンズを用いる。尚、光導
波路2の光出射端面3は、該端面からの光東が基板4に
つてケラレない様にする為に、第3図A,B,Cに示す
如く、光導波路2の端面3と基板4の端面をそろえるか
、又は、光導波務2の端面3を基板4よりも突出して設
けなければならない。Furthermore, if the angle 0 of the beam from the deflector entering the imaging lens 8 changes sinusoidally over time, h=f・ar
A lens having characteristics of csina is used. Note that the light output end face 3 of the optical waveguide 2 is connected to the end face 3 of the optical waveguide 2 as shown in FIGS. The end surfaces of the substrates 4 must be aligned, or the end surfaces 3 of the optical waveguides 2 must be provided so as to protrude beyond the substrate 4.
光導波略2の端面3と基板4の端面をそろえる一つの方
法は、両者の端面を同時に光学研摩することである。第
3図に示す如く、光導波路は光出射端部3に近づくにつ
れて導波路の厚さが増し、その断面に於いてほぼ長手方
向、短手方向の区別がない形状となっている。従って斯
様な端部3からの光ビームの発散角はほぼ等方的である
ので、該端部3からのビームを結像させる光学系には通
常の球面レンズ系を用いることができる。上述した半導
体レーザーと光導波路より成る光集積体を形成する方法
には各種のものがある。例えばモノリシックなものは次
のような構成に作られる。n−GaAs結晶を共通基板
とし、例えばp−Ga$をGaNAsでサンドィッチし
た多層ェピタキシアル層をその上に形成する。One method of aligning the end face 3 of the optical waveguide 2 and the end face of the substrate 4 is to optically polish both end faces at the same time. As shown in FIG. 3, the thickness of the optical waveguide increases as it approaches the light output end 3, and its cross section has a shape with almost no distinction between the longitudinal direction and the transverse direction. Therefore, since the divergence angle of the light beam from the end 3 is approximately isotropic, a normal spherical lens system can be used as an optical system for imaging the beam from the end 3. There are various methods for forming the above-described optical integrated body consisting of a semiconductor laser and an optical waveguide. For example, a monolithic structure is constructed as follows. An n-GaAs crystal is used as a common substrate, and a multilayer epitaxial layer made of, for example, p-Ga$ sandwiched with GaNAs is formed thereon.
p−GaAsの眉はいわゆるダブルヘトロ接合された活
性層となる。GaAIAsの層は例えばGaとAIの比
率が0.8:0.2,0.93:0.07,0.7:0
.3のような比率である多層構造でもよい。例えばGa
o.93山o.o7As層とGも.7AIo.3As届
との間にフオトリソグラフイー技術によって光学的な回
折格子となる周期的凹凸形状を形成してやるとこの回折
格子によって活性層を伝播する光の一部が反対方向にフ
ィードバックされ更にそのフィードバックされた光が、
その反対方向にフィードバックされるために、光は活性
層中を往復し光の共振器が形成されてレーザーとなる。
即ち通常知られる、分布帰還形レーザー或し、か分布ブ
ラツグ反射鏡形レーザーが形成される。これらのレーザ
ーは特に反射端面を形成しなくてもよいのでモノリシッ
クな光築簾化に適している。勿論回折格子方式によらず
、反射端面を機械的、或いは化学腐食等の方法で形成し
てもよい。n−GaAs基板上でレーザーが形成されて
いない部分、或いはレーザー層をエッチングによって除
去した部分には例えばp−Gも.7NO.3As及びド
ープされていないG〜9No.,偽の2重層をェピタキ
シアル成長させこのドープされていないGaNAsの層
を光導波路としてレーザー光を伝播させる事ができる。The p-GaAs layer becomes a so-called double heterojunction active layer. For example, the GaAIAs layer has a Ga to AI ratio of 0.8:0.2, 0.93:0.07, 0.7:0.
.. A multilayer structure with a ratio such as 3 may also be used. For example, Ga
o. 93 mountains o. o7As layer and G too. 7AIo. When we used photolithography technology to form a periodic concave-convex shape between the 3As and the 3As layer, a part of the light propagating through the active layer was fed back in the opposite direction by this diffraction grating, and then fed back again. The light is
Since the light is fed back in the opposite direction, the light travels back and forth within the active layer, forming an optical resonator and becoming a laser.
That is, a commonly known distributed feedback laser or distributed Bragg reflector laser is formed. Since these lasers do not require the formation of a reflective end face, they are suitable for monolithic optical curtains. Of course, the reflective end face may be formed by a method such as mechanical corrosion or chemical corrosion, without relying on the diffraction grating method. For example, p-G may be applied to areas on the n-GaAs substrate where no laser is formed or where the laser layer has been removed by etching. 7NO. 3As and undoped G~9No. , a false double layer is epitaxially grown, and this layer of undoped GaNAs can be used as an optical waveguide to propagate laser light.
レーザー届の部分は溝によって複数のレーザーに分割さ
れても良く或いは単に離隔された電極を形成する事によ
って独立に駆動され得る複数個のレーザーを形成する事
ができる。The laser beam may be divided into multiple lasers by grooves or simply by forming spaced apart electrodes to create multiple lasers that can be driven independently.
又光導波略の厚さは通常数〃mが形成しやすい。Moreover, the thickness of the optical waveguide is usually several meters, which is easy to form.
これは上記のようなェピタキシアル成長層を用いず、あ
らかじめn−GaAsの基板を深く掘り下げておいて、
低屈折率の薄層をlAm以上の厚さに形成し、更にその
上に高屈折率の薄層を形成してもよい。低屈折率層は導
波路からの光の逃げを防ぐためのものであり、その目的
のために少くともlAm以上の厚さである事が必要であ
る。低屈折率及び高屈折率は相対的な関係であって、こ
れらの層を形成する材料としては通常レンズ等の反射防
止膜などに使用される各種酸化物、フッ化物等の誘電体
が適している。MgF2,CaF2,N203,Si○
,Si02,Ti02,Zr203,ZnS等である。This method does not use an epitaxial growth layer as described above, but by digging deeply into the n-GaAs substrate in advance.
A thin layer with a low refractive index may be formed to a thickness of lAm or more, and a thin layer with a high refractive index may be further formed thereon. The low refractive index layer is for preventing light from escaping from the waveguide, and for this purpose it is necessary to have a thickness of at least 1Am or more. Low refractive index and high refractive index are relative relationships, and dielectric materials such as various oxides and fluorides that are normally used in antireflection films for lenses etc. are suitable as materials for forming these layers. There is. MgF2, CaF2, N203, Si○
, Si02, Ti02, Zr203, ZnS, etc.
このような光導波層はフオトリソグラフイー技術等によ
り、独立に駆動し得る複数の半導体レーザーからの光を
導くべく、第1図の如くそれに対応した導波略の形状に
加工される。Such an optical waveguide layer is processed by photolithography technology or the like into a corresponding waveguide shape as shown in FIG. 1 in order to guide light from a plurality of semiconductor lasers that can be driven independently.
導波略の放射端面においては記録密度の点から、各導波
柊は相互にできるだけ近接する事が望ましいが、尚相互
の導波勝間での光のしみ出し、もれ出しに依るいわゆる
クロストークを防ぐために少くとも1ム肌以上好ましく
は2山肌以上、加工上の容易さ等を老燈した場合には、
〜5ムwの間隔を設ける事が必要である。On the radiation end face of the waveguide, it is desirable to place the waveguides as close to each other as possible from the point of view of recording density. In order to prevent this, at least 1 mound or more, preferably 2 mound or more, and for ease of processing, etc.
It is necessary to provide an interval of ~5 mm.
加工の容易さ、量産性を考慮した場合に上記の如きモノ
リシックタイプが技も好適ではあるが、尚小量のものを
作る場合には下記のハイブリッドタイプも可能である。
例えば、第4図に示す如く、レーザー光源部12と光導
波路部13を別々に作成し、両者を合体して一体化させ
るものである。又上記光導波路はあらかじめ基板に導波
路用の溝を形成しておき、その溝の中に埋込むような方
法で形成する事もできる。When considering ease of processing and mass production, the monolithic type as described above is preferable, but when manufacturing small quantities, the following hybrid type is also possible.
For example, as shown in FIG. 4, a laser light source section 12 and an optical waveguide section 13 are made separately, and then they are combined and integrated. The optical waveguide can also be formed by forming a waveguide groove in the substrate in advance and embedding the waveguide in the groove.
又光導波勝としてはプラスチックのフィルムを導波路の
形状に切り出し、それを基板上にはりつける方法でも形
成できる。The optical waveguide can also be formed by cutting a plastic film into the shape of a waveguide and attaching it to a substrate.
同集積回路の高度化により数十〜数百の半導体レーザー
と光導波路の集積化は十分可能である。次に上記光源部
と光導波路が空間的に分離されていて、光線部と光導波
路を光学素子を用いて結合する様な場合に関して述べる
。With the advancement of integrated circuits, it is now possible to integrate tens to hundreds of semiconductor lasers and optical waveguides. Next, a case will be described in which the light source section and the optical waveguide are spatially separated, and the light beam section and the optical waveguide are coupled using an optical element.
第5図に示す光源装置は、半導体レーザーの光源部12
と光導波略として基板14上に固設されたオプチカルフ
アイバー15を結像レンズ16で結んだものである。The light source device shown in FIG. 5 includes a light source section 12 of a semiconductor laser.
An optical fiber 15 fixed on a substrate 14 as an optical waveguide is connected by an imaging lens 16.
この結像レンズ16は半導体レーザーの光線発光部の形
状を考慮してアナモフィックな結像光学系を用いても良
い。この実施例では光導波略15の出射様面17は基板
14の端部で出射光東がケラレない様に、基板14の端
部より突出して設けられている。第6図は第5図に示す
光源菱鷹と同じ礎成の菱鷹であるが、結像レンズ18を
1個で代用させた所が相違する。For this imaging lens 16, an anamorphic imaging optical system may be used in consideration of the shape of the light emitting part of the semiconductor laser. In this embodiment, the output surface 17 of the optical waveguide 15 is provided to protrude from the edge of the substrate 14 so that the output light is not eclipsed at the edge of the substrate 14. FIG. 6 shows a light source Hishitaka having the same basic structure as the light source Hishitaka shown in FIG. 5, but the difference is that one imaging lens 18 is used instead.
この光源装置では、各々対をなす半導体レーザーの光出
射面と光導波路の入射端面が結像レンズ18に関して光
学的に共役な位置に設けられているものである。即ち半
導体レーザーの光出射面laとオプチカルフアィバーの
光入射端面15a、同様にlbと15b,lcと15c
,ldと15d.leと15eが結像レンズ18に関し
て光学的に共役な位置に設けられてい‐る。光源部と光
導波路をレンズ等の光学素子を用いて結び付ける第5図
及び第6図に示す様な場合には、半導体レーザーの発光
部の形状を補正するにはしンズ系にアナモフイツクな光
学系を用いるか又は導波路の断面形状を変化させること
により、その断面の長手方向と短手方向の区別がほぼな
い様な二次光源を得ることができる。In this light source device, the light output surfaces of the semiconductor lasers and the input end surfaces of the optical waveguides that form each pair are provided at positions that are optically conjugate with respect to the imaging lens 18. That is, the light output surface la of the semiconductor laser and the light input end surface 15a of the optical fiber, similarly lb and 15b, and lc and 15c.
, ld and 15d. le and 15e are provided at optically conjugate positions with respect to the imaging lens 18. In the case shown in Figures 5 and 6, in which the light source part and the optical waveguide are connected using an optical element such as a lens, an anamorphic optical system is used to correct the shape of the light emitting part of the semiconductor laser. By using the waveguide or changing the cross-sectional shape of the waveguide, it is possible to obtain a secondary light source in which there is almost no distinction between the longitudinal direction and the transverse direction of the cross section.
尚、半導体レーザーの場合は記録する為の信号を直接半
導体レーザ−に印加することで、印加した信号に応じた
ビームを半導体レーザーから取り出すことができる。In the case of a semiconductor laser, by directly applying a recording signal to the semiconductor laser, a beam corresponding to the applied signal can be extracted from the semiconductor laser.
従って、上述した如く複数の半導体レーザーで同時に記
録を行う場合は、各々の半導体レーザーに各々の記録用
の信号に対応した信号を同時に印加させるものである。
第7図は本発明に係る装置の他の実施例の概略図を示す
斜視図である。Therefore, when recording is performed simultaneously using a plurality of semiconductor lasers as described above, a signal corresponding to each recording signal is simultaneously applied to each semiconductor laser.
FIG. 7 is a perspective view showing a schematic diagram of another embodiment of the device according to the invention.
第7図に於いて、21は半導体レーザーla,lb,l
c,・・・を複数個並べた光源部、22は半導体レーザ
ーの個数と同数の集光系23を有する集光ユニットであ
る。ここでこの集光系23に関して詳述する。第8図に
示す如く、半導体レーザー1は上述した如く直交する面
で光東の発散角が異なるものである。従って半導体レー
ザー1は直交する断面内でそれぞれ異なる発生点IQ,
18を有するので、これらの発光点IQ,18を上記集
光系23で或る一点Pに合致させる。そして拾かも、半
導体レーザー1からの光東が点Pから等方向に発散され
る如く設けたものである。第9図、第10図及び第11
図はそれぞれ上記集光系23の各実施例を示すものであ
る。第9図に於いて集光系23は正の球面レンズ23a
と負のシリンドリカルレンズ23bによる合成系で構成
されており、シリンドリカルレンズ23bは発光点IQ
からの光東に対しては屈折力を有さない。第10図は一
方向の発光点を負のシリンドリカルレンズ23dでそし
てそれと直交方向の発光点を断面内屈折率分布が一方向
に連続的に変化している様なファイバー23cで点Pに
合致させるものである。第11図は断面内屈折率分布が
直交する方向で異なった状態で変化している様なファイ
バー23eを用いて直交方向で異なる発光点IQ,13
を同一のP点に合致させているものである。この様な集
光系23からの光東は結像レンズ24で結像され、半導
体レーザーの二次光源la′,1b′,lc′,・・・
を形成する。In FIG. 7, 21 is a semiconductor laser la, lb, l.
A light source section 22 in which a plurality of c, . . . Here, this condensing system 23 will be explained in detail. As shown in FIG. 8, the semiconductor laser 1 has different divergence angles in the orthogonal planes as described above. Therefore, the semiconductor laser 1 has different generation points IQ,
18, these light emitting points IQ, 18 are made to coincide with a certain point P by the condensing system 23. Moreover, the arrangement is such that the light emitted from the semiconductor laser 1 is emitted from the point P in the same direction. Figures 9, 10 and 11
The figures show respective embodiments of the light condensing system 23. In FIG. 9, the condensing system 23 is a positive spherical lens 23a.
The system is composed of a negative cylindrical lens 23b, and the cylindrical lens 23b is a light emitting point IQ.
It has no refractive power against the light east. In Fig. 10, a light emitting point in one direction is matched with a point P by a negative cylindrical lens 23d, and a light emitting point in a direction perpendicular to the negative cylindrical lens 23d is matched with a fiber 23c whose cross-sectional refractive index distribution changes continuously in one direction. It is something. Figure 11 shows a fiber 23e whose cross-sectional refractive index distribution changes in different states in the orthogonal direction, and the light emitting points IQ, 13 that differ in the orthogonal direction.
are made to coincide with the same P point. The light emitted from such a condensing system 23 is imaged by an imaging lens 24, and is focused on secondary light sources la', 1b', lc', . . . of semiconductor lasers.
form.
これ等の光源像は直線上に同一のピッチで配列される。
この二次光源の近傍にはフィールドレンズ25が配され
ていて、二次光源1を,1b′,lc′,・・・からの
光東の指向性をコリメーターレンズ26の方に合致させ
る。従ってこのフィールドレンズ25を配することによ
り、コリメーターレンズ26の有効径を縮4・できる。
コリメーターレンズ26からの平行光東はガルバノメー
ター28で駆動するガルバノミラー27により偏向走査
された後走査用の結像レンズ29により走査面30上に
結像される。従ってこの二次光源la′,lb′,…と
走査面3川ま光学的に共役な位置に設けられている。ガ
ルバノミラーの振動に伴って上記二次光源の像31は矢
印A,方向に移動し、一方走査面3川ま矢印A2方向に
移動するので二次元の走査が成される。上記集光系23
は、アナモフイックな光学系であったが、集光系に球面
光学系を用いた場合には、第12図に示す様に半導体レ
ーザーの二次光源la′,lb′.・・・は長円となる
。These light source images are arranged on a straight line at the same pitch.
A field lens 25 is disposed near this secondary light source, and the directivity of the light east of the secondary light source 1 from 1b', lc', . . . is matched with the collimator lens 26. Therefore, by disposing this field lens 25, the effective diameter of the collimator lens 26 can be reduced by 4.
The parallel light from the collimator lens 26 is deflected and scanned by a galvano mirror 27 driven by a galvanometer 28, and then imaged onto a scanning surface 30 by a scanning imaging lens 29. Therefore, these secondary light sources la', lb', . . . and the three scanning surfaces are provided at optically conjugate positions. As the galvanometer mirror vibrates, the image 31 of the secondary light source moves in the direction of arrow A, while the scanning surface 3 moves in the direction of arrow A2, resulting in two-dimensional scanning. The light collection system 23
was an anamorphic optical system, but when a spherical optical system is used as a condensing system, the secondary light sources la', lb' . ... becomes an ellipse.
従って、斯様な場合は第7図で示す光学系の二次光源の
位直にスリット32を設け、光東断面の長手方向の光東
の一部を遮弊することにより、光東の断面形状の整形を
行うことができる。次に本発明に係る菱直の具体例に関
して述べる。Therefore, in such a case, by providing a slit 32 perpendicular to the secondary light source of the optical system shown in FIG. 7 and blocking a part of the light east in the longitudinal direction of the light east cross section, Shapes can be reshaped. Next, a specific example of the Hishi Nao according to the present invention will be described.
発光部の形状が2一触×75一肌、出力0.75W、波
長0.89ム川、デューテイサイクル5%、最大繰返し
周波数IM位のものを用いる場合このレーザーに対して
使用する惑材は75ムの厚さのポリエステルフィルムの
片面にBiの薄層を500A,WSの薄層を更にその上
に500A形成して記録層とした。この種のヒートモー
ド感材としてそは高感度な感村である。これに対して厚
さ約2山長手方向16山の断面を有する光導波路が直榛
レ−ザー発光部に光学的に接続されている。光導波路の
光東出射端部からの発散光を長手方向に毒縮4・し短手
方向を2倍に拡大する光学系で一返4山ぐのスポットに
集光して感材面上に照射したところ感材面に到達したレ
ーザーパワーは約3仇hWであり30比Secの照射時
間で2〃◇の穴を記録する事ができた。この場合にレー
ザーの繰返し周波数は、デューティサィクル5%の制限
から、167KHzであり、ガルバノメーターの効率も
50%とするとガルバノメータ−の周波数は約4皿z感
材送り速度は0.0825側/secで縦・藤ドットピ
ッチを2ム肌縦1ライン上の絵素数を2100ドット、
縦方向2970ラインとすると、この1頁の記録に79
砂嚢した。When using a light emitting part with a shape of 2 touch x 75 touch, output of 0.75 W, wavelength of 0.89 mm, duty cycle of 5%, and maximum repetition frequency of IM, the material to be used for this laser is A thin layer of Bi (500 Å) was formed on one side of a polyester film having a thickness of 75 μm, and a thin layer of WS (500 Å) was further formed thereon to form a recording layer. It is a highly sensitive heat mode sensitive material of this type. On the other hand, an optical waveguide having a cross section with a thickness of about 2 peaks and 16 peaks in the longitudinal direction is optically connected to the Nakashi laser light emitting section. An optical system that condenses the diverging light from the light output end of the optical waveguide in the longitudinal direction and doubles the width in the transverse direction condenses the light into a four-fold spot on the photosensitive material surface. When irradiated, the laser power that reached the surface of the photosensitive material was approximately 3 hW, and it was possible to record 2〃◇ holes with an irradiation time of 30 ratio Sec. In this case, the repetition frequency of the laser is 167 KHz due to the duty cycle limit of 5%, and if the efficiency of the galvanometer is also 50%, the frequency of the galvanometer is approximately 4 plates z The feeding speed of the sensitive material is 0.0825 side/ In sec, the vertical wisteria dot pitch is 2mm, the number of picture elements on one vertical line is 2100 dots,
Assuming 2970 lines in the vertical direction, 79 lines are recorded on this one page.
Gizzarded.
この様な半導体レーザーと光導波路集積体を用い、集積
化されたレーザー及び導波路の数を6個とした場合、ガ
ルバーの周波数を向じに取り、感材の送り速度を6倍に
して、12.9砂での記録が可能である。半導体レーザ
ーと光導波路の数を更に倍増した光築積体を用いると1
頁の記録速度は約6秒とすることができる。更に議取り
、記録のスキャナーを共通化する事で、スキャナーの効
率を50%から80%程度まで改善できるから、1頁の
記録時間は更に4秒以下と高速化される。When such a semiconductor laser and optical waveguide assembly is used, and the number of integrated lasers and waveguides is six, the frequency of the galver is reversed and the feeding speed of the sensitive material is increased six times. It is possible to record with 12.9 sand. By using an optical stack that further doubles the number of semiconductor lasers and optical waveguides, 1
The page recording speed can be approximately 6 seconds. Furthermore, by standardizing the scanner for discussion and recording, the efficiency of the scanner can be improved from 50% to 80%, which further speeds up the recording time for one page to 4 seconds or less.
以上の場合はA4サイズを1/48に縮小したマイクロ
記録に対応している。即ち4…1頁が4秒でマイクロフ
ィルム化されるものである。集積度を上げれば毎秒数頁
の記録も可能となるのでCOMとしても用いる事が可能
となる。The above case corresponds to micro-recording that is reduced to 1/48 of A4 size. That is, 4...1 page is microfilmed in 4 seconds. If the degree of integration is increased, it will be possible to record several pages per second, making it possible to use it as a COM.
第1図は本発明に係る装置の一実施例を示す概略図、第
2図は第1図に示す装置の走査面の正面図、第3図A,
B,Cは本発明に係る菱鷹に用いる光導波路と基板との
関係を示す図、第4図、第5図及び第6図は本発明に係
る装置に使用する光導波路の各実施例を示す図、第7図
は本発明に係る装置の他の実施例を示す図、第8図は本
発明に係る装置に用いるアナモフィックな光学系を説明
する為の図、第9図、第10図及び第11図は各々本発
明に係る袋直に使用するアナモフィックな光学系を示す
図、第12図は半導体レーザーからの光東の断面形状を
整形する一実施例を示す図。
1・・・半導体レーザー、2・・・光導波路、5・・・
コリメーターレンズ、7・・・ガルバノミラー、8・・
・走査用結像レンズ、9…走査面、11…走査スポット
。
努/図
※2図
均s図
簾イ図
鰐;図
簾5四
緒7図
第8図
祭?図
礎/o図
祭〃図
袴′2図FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of the apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a front view of the scanning plane of the apparatus shown in FIG. 1, and FIG.
B and C are diagrams showing the relationship between the optical waveguide and the substrate used in the Hishitaka device according to the present invention, and FIGS. 4, 5, and 6 show examples of the optical waveguide used in the device according to the present invention. 7 is a diagram showing another embodiment of the device according to the present invention, FIG. 8 is a diagram for explaining an anamorphic optical system used in the device according to the present invention, and FIGS. 9 and 10. and FIG. 11 are views showing an anamorphic optical system used directly in a bag according to the present invention, and FIG. 12 is a view showing an example of shaping the cross-sectional shape of light emitted from a semiconductor laser. 1... Semiconductor laser, 2... Optical waveguide, 5...
Collimator lens, 7... Galvano mirror, 8...
- Scanning imaging lens, 9...scanning surface, 11...scanning spot. Tsutomu/Figure *2 Figure Hitoshi Zuren I Zuwan; Zuren 5 Shio 7 Figure 8 Festival? Zukan/ozusai〃zuhakama'2
Claims (1)
部からの複数の光ビームを結像する球面集光光学系、該
球面集光光学系の結像面の近傍に配され、球面集光光学
系によつて形成された光源部の像を整形する像整形手段
及び該像整形手段により整形された光源部の像を記録面
上に結像する結像光学系を有し、複数のビームスポツト
で記録面に記録を行う事を特徴とする複数個の半導体レ
ーザーを用いた記録装置。1. A light source section having a plurality of semiconductor lasers, a spherical condensing optical system that images the plurality of light beams from the light source section, and a spherical condensing optical system disposed near the imaging surface of the spherical condensing optical system. It has an image shaping means for shaping an image of the light source part formed by the image shaping system, and an imaging optical system for forming the image of the light source part shaped by the image shaping means on a recording surface, and has a plurality of beam spots. A recording device that uses multiple semiconductor lasers and is characterized by recording on a recording surface.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52071899A JPS6022330B2 (en) | 1977-06-17 | 1977-06-17 | Recording device using multiple semiconductor lasers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52071899A JPS6022330B2 (en) | 1977-06-17 | 1977-06-17 | Recording device using multiple semiconductor lasers |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6860787A Division JPS6354795A (en) | 1987-03-23 | 1987-03-23 | Light source device using multiple semiconductor lasers |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS547328A JPS547328A (en) | 1979-01-20 |
| JPS6022330B2 true JPS6022330B2 (en) | 1985-06-01 |
Family
ID=13473835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52071899A Expired JPS6022330B2 (en) | 1977-06-17 | 1977-06-17 | Recording device using multiple semiconductor lasers |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6022330B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01130930U (en) * | 1988-03-02 | 1989-09-06 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0251174A (en) * | 1988-08-12 | 1990-02-21 | Koichi Kinoshita | Laser beam printer |
| JP2775780B2 (en) * | 1988-11-21 | 1998-07-16 | 日本電気株式会社 | Printer head |
| DE69232124T2 (en) | 1991-05-14 | 2002-03-14 | Seiko Epson Corp., Tokio/Tokyo | Image forming apparatus |
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| US5305022A (en) * | 1992-03-24 | 1994-04-19 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Interlaced multi-beam scanning type recording apparatus |
| JP2000275449A (en) | 1999-03-25 | 2000-10-06 | Minolta Co Ltd | Optical waveguide |
-
1977
- 1977-06-17 JP JP52071899A patent/JPS6022330B2/en not_active Expired
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|---|---|---|---|---|
| JPH01130930U (en) * | 1988-03-02 | 1989-09-06 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS547328A (en) | 1979-01-20 |
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